수력 발전은 공학적 조치를 통해 자연적인 물의 에너지를 전기 에너지로 변환하는 과정으로, 수력 에너지 이용의 기본 방식입니다. 연료를 소비하지 않고 환경을 오염시키지 않으며, 강수량으로 물의 에너지가 지속적으로 보충되고, 기계 및 전기 설비가 간단하며, 운영이 유연하고 편리하다는 장점이 있습니다. 그러나 일반적으로 투자 비용이 많이 들고 건설 기간이 길며, 홍수로 인한 손실이 발생할 수 있습니다. 수력 발전은 홍수 조절, 관개, 선박 운송 등과 결합하여 종합적으로 활용되는 경우가 많습니다.
수력 발전에는 세 가지 유형이 있습니다.
1. 기존 수력 발전
즉, 댐형 수력 발전은 저수지형 수력 발전이라고도 합니다. 댐에 물을 가두어 저수지를 만들고, 최대 발전량은 저수지 부피와 물 배출구의 위치 및 수면 높이의 차이에 의해 결정됩니다. 이 높이 차이를 낙차라고 하며, 물의 위치 에너지는 낙차에 비례합니다.
2. 유수식 수력 발전(ROR)
즉, 유수식 수력 발전은 물의 힘을 이용하지만, 전기를 생산하는 데 필요한 물의 양이 적거나 대규모 저수 시설이 필요하지 않은 수력 발전 방식입니다. 유수식 수력 발전은 저수 시설이 거의 필요 없거나, 아주 작은 규모의 저수 시설만 있으면 되는데, 이를 저수조 또는 예비 저수조라고 합니다. 대규모 저수 시설이 없기 때문에 유수식 수력 발전은 수원 사용량의 계절적 변화에 매우 민감하여 일반적으로 간헐적 에너지원으로 분류됩니다. 하지만 유수식 발전소에 유량을 언제든지 조절할 수 있는 조절 저수조를 건설하면 피크 부하 저감 발전소 또는 기저 부하 발전소로 활용될 수 있습니다.
3. 조력 발전
조력 발전은 조석으로 인한 해수면의 상승과 하강을 이용하는 발전 방식입니다. 일반적으로 저수지를 건설하여 전기를 저장하지만, 조석으로 발생하는 물의 흐름을 직접 이용하여 전기를 생산하는 방식도 있습니다. 전 세계적으로 조력 발전에 적합한 지역은 많지 않지만, 영국에서는 8곳의 지역이 국가 전력 수요의 20%를 충족할 잠재력을 가진 것으로 추산됩니다.
물론 수력 발전에는 크게 세 가지 유형이 있습니다. 기존의 수력 발전소 외에도 양수 발전소가 있는데, 양수 발전소는 일반적으로 전력 시스템의 잉여 전력(홍수, 휴일, 야간 저전력 시간대 등)을 활용합니다. 하부 저수지의 물을 상부 저수지로 펌핑하여 저장한 후, 시스템 부하가 최고조에 달하면 상부 저수지의 물을 방류하여 터빈을 회전시켜 전기를 생산합니다. 이는 피크 부하 저감과 저전력 시간대 전력 공급이라는 두 가지 기능을 모두 갖추고 있어 전력 시스템에 가장 이상적인 피크 부하 저감 전력 공급 방식입니다. 또한 주파수, 위상, 전압을 조절할 수 있고 백업 역할도 수행하여 전력망의 안전하고 고품질 운영을 보장하고 시스템 경제성을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
양수발전소 자체는 전기를 생산하지 않지만, 전력망에서 발전과 공급의 불균형을 해소하는 역할을 합니다. 특히 단기적인 부하 급증 시 피크 부하 조절에 매우 중요한 역할을 하며, 신속한 시동 및 출력 변화를 통해 전력망의 안정적인 공급을 보장하고 전력 품질을 향상시킬 수 있습니다. 현재는 수력발전이 아닌 전력 저장 시설로 분류됩니다.
현재 전 세계에는 설치 용량 1,000MW 이상의 수력 발전소가 193개 가동 중이며, 21개가 건설 중입니다. 그중 중국에는 설치 용량 1,000MW 이상의 수력 발전소가 55개 가동 중이고 5개가 건설 중이어서 세계 1위를 차지하고 있습니다.
게시 시간: 2022년 9월 14일
